廠商爭相投資，3D NAND Flash前景不妙？據傳三星電子平澤廠（Pyeongtaek）將提前投產，SK海力士（SK Hynix）、東芝（Toshiba）、美光（Micron）產能也將于明年下半全面開出，屆時3D NAND可能會從供不應求、呈現供給過剩的狀況。

　　BusinessKorea 6日報道，NAND需求爆發，據悉三星電子決定平澤廠完工時間提前三個月，改在明年三、四月開始生產第四代64層3D NAND。三星平澤廠完工，加上原本的華城（Hwaseong）廠，屆時三星3D NAND產能將從當前水準提高兩倍、至32萬片。

　　SK海力士也準備生產3D NAND，仁川廠M14線無塵室正在裝設儀器，估計第二代36層3D NAND可在今年第二季出貨、第三季量產。第四季將加碼投資第三代48層3D NAND，估計未來3D NAND將占SK海力士產出的一半。

　　與此同時，大陸廠商武漢新芯也打算砸下巨資打造新廠，該公司與美商Spansion共同研發3D NAND。日廠東芝則與Western Digital（西部數據）攜手，準備量產3D NAND。

　　韓媒etnews 4日報道，業界消息稱，NAND Flash價格一路向上，三星決定平澤廠將提前三個月投產。目前平澤廠的建筑工事進入尾聲，正修筑工廠外墻，預料12月完工，緊接著要開始設備投資，購買無塵室設施和晶圓生產儀器等。

　　多名設備業人士表示，三星若想在2017年初裝設備儀器，現在就得下單，據稱三星不久后就會開始發出訂單。外界預料，平澤廠將名為18代線，明年第二季季初或季中開始營運，負責生產第四代64層3D NAND Flash。第一階段每月產量為4~5萬片12寸晶圓，約為18代線總產量的1/4（總產量為20萬片）。估計第一階段投資金額為27.2~31.7億美元（181.4億~211.4億人民幣）。

　　韓國媒體朝鮮日報日文版報道，三星8月11日宣布，第4代V-NAND Flash（3D NAND）產品將在2016年Q4（10-12月）開賣，該款產品將采64層堆疊。三星指出，借由采用64層堆疊技術，每片晶圓的儲存容量可較現行技術提高30%、能有效改善成本競爭力。

　　三星為全球第一家量產3D NAND的廠商，于2013年研發出堆疊24層的3D NAND之后，就逐步將技術升級至32層、48層，此次則進一步提升至64層。

　　東芝7月27日發布新聞稿宣布，已研發出堆疊64層的3D NAND制程技術，并自當日起領先全球同業開始進行樣品出貨，且預計將透過甫于7月完工的四日市工廠“新第2廠房”進行生產。

　　四大豪門現狀

　　在主要的NAND廠商中，三星最早量產了3D NAND，其他幾家公司在3D NAND閃存量產上要落后三星至少2年時間，Intel、美光去年才推出3D NAND閃存，Intel本月初才發布了首款3D NAND閃存的SSD，不過主要是面向企業級市場的。

　　這四大豪門的3D NAND閃存所用的技術不同，堆棧的層數也不一樣，而Intel在常規3D NAND閃存之外還開發了新型的3D XPoint閃存，它跟目前的3D閃存有很大不同，屬于殺手锏級產品，值得關注。

　　四大NAND豪門的3D NAND閃存規格及特色

　　上述3D NAND閃存中，由于廠商不一定公布很多技術細節，特別是很少提及具體的制程工藝，除了三星之外其他廠商的3D NAND閃存現在才開始推向市場，代表性產品也不足。

　　（一）三星：最早量產的V-NAND閃存

　　三星是NAND閃存市場最強大的廠商，在3D NAND閃存上也是一路領先，他們最早在2013年就開始量產3D NAND閃存了。在3D NAND路線上，三星也研究過多種方案，最終量產的是VG垂直柵極結構的V-NAND閃存，目前已經發展了三代V-NAND技術，堆棧層數從之前的24層提高到了48層，TLC類型的3D NAND核心容量可達到256Gb容量，在自家的840、850及950系列SSD上都有使用。

　　值得一提的是，三星在3D NAND閃存上領先不光是技術、資金的優勢，他們首先選擇了CTF電荷擷取閃存（charge trap flash，簡稱CTF）路線，相比傳統的FG（Floating Gate，浮柵極）技術難度要小一些，這多少也幫助三星占了時間優勢。

　　有關V-NAND閃存的詳細技術介紹可以參考之前的文章：NAND新時代起點，三星V-NAND技術詳解

　　（二）東芝/閃迪：獨辟蹊徑的BiCS技術

　　東芝是閃存技術的發明人，雖然現在的份額和產能被三星超越，不過東芝在NAND及技術領域依然非常強大，很早就投入3D NAND研發了，2007年他們獨辟蹊徑推出了BiCS技術的3D NAND——之前我們也提到了，2D NAND閃存簡單堆棧是可以作出3D NAND閃存的，但制造工藝復雜，要求很高，而東芝的BiCS閃存是Bit Cost Scaling，強調的就是隨NAND規模而降低成本，號稱在所有3D NAND閃存中BiCS技術的閃存核心面積最低，也意味著成本更低。

　　東芝和閃迪是戰略合作伙伴，雙方在NAND領域是共享技術的，他們的BiCS閃存去年開始量產，目前的堆棧層數是48層，MLC類型的核心容量128Gb，TLC類型的容量可達256Gb，預計會在日本四日市的Fab 2工廠規模量產，2016年可以大量出貨了。

　　（三）SK Hynix：悶聲發財的3D NAND

　　在這幾家NAND廠商中，SK Hynix的3D NAND最為低調，相關報道很少，以致于找不到多少SK Hynix的3D NAND閃存資料，不過從官網公布的信息來看，SK Hynix的3D NAND閃存已經發展了3代了，2014年Q4推出的第一代，2015年Q3季度推出的第二代，去年Q4推出的則是第三代3D NAND閃存，只不過前面三代產品主要面向eMCC 5.0/5.1、UFS 2.0等移動市場，今年推出的第四代3D NAND閃存則會針對UFS 2.1、SATA及PCI-E產品市場。

　　SK Hynix的3D NAND閃存堆棧層數從36層起步，不過真正量產的是48層堆棧的3D NAND閃存，MLC類型的容量128Gb，TLC類型的也可以做到256Gb容量。

　　（四）Intel/美光：容量最高的3D NAND閃存

　　這幾家廠商中，Intel、美光的3D NAND閃存來的最晚，去年才算正式亮相，不過好菜不怕晚，雖然進度上落后了點，但IMFT的3D NAND有很多獨特之處，首先是他們的3D NAND第一款采用FG浮柵極技術量產的，所以在成本及容量上更有優勢，其MLC類型閃存核心容量就有256Gb，而TLC閃存則可以做到384Gb，是目前TLC類型3D NAND閃存中容量最大的。

　　384Gb容量還不終點，今年的ISSCC大會上美光還公布了容量高達768Gb的3D NAND閃存論文，雖然短時間可能不會量產，但已經給人帶來了希望。

　　國產廠商布局

　　（一）、武漢新芯

　　1. 產能狀況

　　武漢新芯為專業Foundry廠商，主要生產NOR Flash和BSI CIS等技術，12寸晶圓月產能2.2萬片；2014年NOR Flash和BSI產能規劃各為每月1萬片和1.2萬片，目前月產能配置仍維持在2.2萬片，在產品上更多Low Power Logic和NAND Flash。

　　2. 人力與研發支援

　　武漢新芯在研發團隊的創新力和執行力，得益于長期與中科院微電子研究所展開緊密的合作，在3D NAND項目，雙方採用創新合作模式，即將雙方專家在研發專案和人力資源的管理上，透過企業平臺合為一體，此模式將中科院微電子所深厚的理論背景，與武漢新芯豐富的制造和研發經驗有機會相結合。

　　3. 國際合作與進展

　　在2014年中，武漢新芯成功將NAND技術由55nm推向32nm（與Spansion合作），至2014年底，武漢新芯與記憶體領域的世界級研發團隊Spansion（已併入Cypress）組建聯合研發團隊，開始3D NAND專案的研發工作。2015年5月11日武漢新芯宣布其3D NAND項目研發取得突破性進展，第一個存儲測試芯片通過記憶體功能的電學驗證，雖目前并未有相關細節流出，但此合作案目標將是在2017年量產出規格為32層之堆疊4x nm的3D NAND。

　　（二）、中芯國際

　　中芯國際為全球第五大，也是中國第一大的晶圓制造廠商，主要是以邏輯IC的代工業務為主，雖在2013年退出武漢新芯的經營，但在Flash業務上仍未缺席。

　　2014年以前，中芯國際已開發出一系列從130nm到65nm特殊NOR Flash的記憶體生產平臺，2014年9月10日更是宣布38nm NAND Flash記憶體工藝制程已準備就緒。

　　雖然由中芯國際公開的營收資訊中可看出38nm NAND Flash自推出至今，未在營收上嶄露頭角；然而中芯表示，此技術突破，說明中芯在技術多元化方面取得重要進展，也為后續開發更先進2x/1x nm和3D NAND Flash記憶體的研發和量產奠定穩固基礎，雖不像武漢新芯在NAND Flash的成果和專注，但近期中國極力想突破記憶體自制缺口，此技術讓中芯在未來可能進一步強化在NAND Flash記憶體的制造能力。

　　（三）、紫光集團：同方國芯定增

　　紫光集團在此規劃項目上，不如武漢新芯或中芯國際有較完整的技術累積，所以主要是透過資本和供應鏈協同方式進行操作。

　　以中國內部和資金的角度而言，有機會取得領先（此次投入計劃約在180億美元，相對中芯國際2015年Capex約在15億美元和2016年預計21億美元而言，是相當龐大），是紫光主要優勢，但風險在沒有技術支援下，如何讓技術、量產能力能與資金同時到位，順利轉量產。

　　相對國際一線大廠Samsung（2015年Capex約在135億美元和2016年預計115億美元），此2年180億美元假話，仍落后于Samsung 2年投入，如何確保紫光相關投入能達到與一線大廠投入相同的效果，將是投資要成功的最大困難點，在無既有營運支持下，當生產能力無法順利到位，如何有資金維繫工廠月產能12萬片的營運與研發將是問題，紫光如何突破生產技術的取得和授權，將是整個投資最關鍵的環節。

　　（四）、外資晶圓制造企業在中國：Samsung與Intel

　　1. Samsung西安Flash工廠產能拉高至每月產出10萬片

　　目前以Samsung在中國的投資最為領先，Samsung至2015年底投入西安廠的投資總金額已超過50億美元，產能建置來到每月8萬片，Samsung于西安佈建最先進的3D NAND Flash制程，預計2016年底將產能進一步拉升至每月10萬片。

　　2. Intel大連廠轉為3D NAND Flash廠

　　Intel則宣布投資55億美元將原先65nm生產線的大連廠，改建為月產能3萬片的3D NAND Flash廠，預計2016年先投入15億美元，到2016第四季開始投片生產，月產能估計達1萬片。

　　Samsung和Intel在中國NAND Flash的產能建置，預估至2016年第四季將達到每月11萬片，約佔全球NAND Flash晶圓出貨量7.6%，若將3D NAND有單片較高的bit產出納入考慮，加上中國廠商的進展，則Made in China的NAND位元數在2017年全球佔比有機會達到10%。

　　總結

　　武漢新芯在2014年與Spansion合作，成功將NAND技術推向32nm，至2015年5月武漢新芯宣布其Spansion合作的3D NAND項目研發取得突破性進展，是中國在NAND Flash產業進展最快的廠商。

　　中芯在2014年9月宣布38nm NAND Flash記憶體工藝已就緒，雖不像武漢新芯在NAND Flash的成果和專注，此技術仍為后續開發更先進的2x/1x nm和3D NAND Flash記憶體的研發和量產奠定基礎。

　　紫光集團在Flash相關競爭中，資金是主要優勢，但在沒有既有營運的支持下，如何突破生產技術的取得和授權，會是整個投資最關鍵環節。

　　國際投資方面，Samsung和Intel在中國NAND Flash的產能建置，預估至2016年第四季將達每月11萬片，約占全球NAND Flash晶圓出貨量7.6%。

　　NAND Flash產品特性、3D NAND需求、新興市場的成長空間，以及國際半導體大廠在中國的投資，則為中國發展NAND Flash制造產業提供切入機會。